FR2646206A1

FR2646206A1 - CAMSHAFT

Info

Publication number: FR2646206A1
Application number: FR9005001A
Authority: FR
Inventors: Rolf Ohlendorf; Gerhard Haussmann; Karl Krejci
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1990-10-26
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: IT9047865A1; IT9047865A0; JPH02294504A; DE3913104C1; US5109726A; IT1241161B; GB2230586B; GB9008356D0; FR2646206B1; JP2614776B2; GB2230586A

Abstract

L'invention se rapporte aux arbres à cames. Dans cet arbre à cames, conçu pour posséder le maximum de rigidité à la flexion tout en présentant le dégagement nécessaire pour donner accès aux outils d'usinage, le segment 5 entre deux cames 3 est en forme de tonneau avec un diamètre maximum, situé dans la région médiane du segment, qui est au maximum égal au diamètre du cercle de base. Principale application : arbres à cames de moteurs à combustion interne de grande puissance.The invention relates to camshafts. In this camshaft, designed to have the maximum flexural rigidity while having the necessary clearance to give access to the machining tools, the segment 5 between two cams 3 is barrel-shaped with a maximum diameter, located in the middle region of the segment, which is at most equal to the diameter of the base circle. Main application: camshafts of high power internal combustion engines.

Description

L'invention se rapporte à un arbre à cames, no-The invention relates to a camshaft,

tamment pour moteurs à combustion interne de grande puis- especially for internal combustion engines of great

sance, comprenant des portées de paliers et des cames com- including bearing spans and cams

posees d'un cercle de base et d'un lobe et qui sont re- placed in a base circle and a lobe and which are

liées les unes aux autres par des segments de l'arbre linked to each other by segments of the tree

d'une forme qui diffère de la forme cylindrique. of a shape that differs from the cylindrical form.

Un arbre à cames de ce genre est déjà connu par le DE-A-22 13 124. Dans cet arbre à cames déjà connu, pour A camshaft of this kind is already known from DE-A-22 13 124. In this already known camshaft, for

améliorer la rigidité de forme, la jonction entre les sur- improve the rigidity of form, the junction between

faces fonctionnelles de la came et la -portée de l'arbre est raccordée sans rupture de ligne, les formes de section variable étant obtenues en donnant aux segments de l'arbre des génératrices sensiblement droites. En raison de la forme non circulaire des sections, un tel arbre à cames ne peut être fabriqué et usiné, même à c6té des cames, qu'au prix d'une complication considérable; en particulier, la rectification des surfaces fonctionnelles est rendue plus functional faces of the cam and the -portée of the shaft is connected without line break, the shapes of variable section being obtained by giving the shaft segments generators substantially straight. Because of the non-circular shape of the sections, such a camshaft can not be manufactured and machined, even close to the cams, at the cost of a considerable complication; in particular, the rectification of functional surfaces is made more

difficile par les rétrécissements qui leur sont juxta- difficult by the narrowing that is juxtaposed

poses.poses.

L'invention se donne pour but de réaliser un ar- The object of the invention is to achieve a

bre à cames d'une haute rigidité, dont la fabrication soit simple et dont l'usinage, en particulier l'usinage des surfaces fonctionnelles, ne soit pas rendu plus difficile high rigidity cam, whose manufacture is simple and whose machining, in particular the machining of functional surfaces, is not made more difficult

ni limité par la présence des segments de l'arbre. nor limited by the presence of the segments of the tree.

Selon l'invention, ce problème est résolu, dans un arbre à cames du genre cité au début, par le fait que le segment d'arbre compris entre deux cames est en forme de tonneau, avec un diamètre maximum situé dans la région médiane du segment de l'arbre, qui est au maximum égal au According to the invention, this problem is solved, in a camshaft of the kind mentioned at the beginning, by the fact that the shaft segment between two cams is barrel-shaped, with a maximum diameter located in the middle region of the cam. segment of the tree, which is at most equal to

diamètre du cercle de base.diameter of the base circle.

L'arbre à cames réalisé selon l'invention possède de grands diamètres dans les segments de l'arbre compris entre les cames et il présente de cette façon une haute rigidité de flexion. cependant que les régions des seg The camshaft made according to the invention has large diameters in the segments of the shaft between the cams and in this way has a high flexural stiffness. however, the regions of

ments de l'arbre qui sont proches des cames sont suffi- tree parts close to the cams are sufficient

samment en retrait pour que l'usinage des surfaces des ca- recessed so that the machining of the surfaces of the

mes, qui est exécuté par exemple par une rectification à la meule de forme, et qui comporte l'usinage des chan- freins, ne soit pas gêné, même compte tenu du dégagement mes, which is executed for example by a grinding of the shape of the grinding wheel, and which includes the machining of the chan- tors, is not impeded, even taking into account the clearance

qui est nécessaire pour la liberté de mouvement des meu- which is necessary for the freedom of movement of the

les, et pour exclure que la meule ne taille dans les seg- them, and to exclude that the grinding wheel does not fit in the segments.

ments de l'arbre des incisions qui amorceraient un effet d'entaille susceptible de réduire la rigidité de l'arbre à cames. Etant donné que les segments de l'arbre conservent incision shaft that would initiate a notch effect that could reduce the rigidity of the camshaft. Since the segments of the tree keep

en tous points une forme circulaire en section transver- in every respect a circular shape in a transverse section

sale, leur fabrication et leur usinage peuvent s'effectuer dirty, their manufacture and their machining can be carried out

avec une faible dépense.with a small expense.

On conna t par ailleurs, par le DE-B-19 10 517, un arbre à cames dans lequel les segments d'arbres situés entre deux cames ou entre une came et une portée de palier présentent une forme qui diffère de la forme cylindrique et présentent des contours incurves vers l'intérieur, dans DE-B-19 517 discloses a camshaft in which the shaft segments between two cams or between a cam and a bearing surface have a shape which differs from the cylindrical shape and have curved outlines inwards, in

une vue de côté.a side view.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la région médiane du segment d'arbre compris entre deux cames présente, dans une vue de côté, la forme d'un arc de cercle possédant un rayon de courbure qui est de l'ordre de grandeur du diamètre du cercle de base. Cette forme du segment d'arbre remplit de la meilleure façon possible les conditions exigées de haute résistance à la flexion et de According to another characteristic of the invention, the middle region of the tree segment between two cams has, in a side view, the shape of an arc having a radius of curvature which is of the order of magnitude. the diameter of the base circle. This form of the shaft segment fulfills in the best way possible the required conditions of high flexural strength and

dégagement des cames pour l'usinage. clearance of the cams for machining.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le segment d'arbre compris entre une came et une portée de palier est de forme tronconique, dont le cône s'élargit vers la came. Cette configuration apporte une élévation de la rigidité de flexion des segments de l'arbre qui sont compris entre les cames et les portées de palier et, par conséquent, un accroissement de la rigidité de flexion de l'ensemble de l'arbre à cames, sans réduire l'accessibi lité des surfaces des cames et des portées de paliers pour l'usinage, et sans abandonner la forme circulaire de la According to another characteristic of the invention, the shaft segment between a cam and a bearing surface is of frustoconical shape, the cone of which widens towards the cam. This configuration brings an increase in the bending rigidity of the segments of the shaft which are between the cams and the bearing seats and, consequently, an increase in the bending stiffness of the entire camshaft, without reducing the accessibility of cam surfaces and bearings for machining, and without abandoning the circular shape of the

section des segments de l'arbre.section of the tree segments.

Dans la suite, l'invention est décrite de façon plus détaillée à propos d'un exemple de réalisation In the following, the invention is described in more detail with respect to an exemplary embodiment.

représenté sur les dessins.shown in the drawings.

Sur les dessins, la figure i représente un arbre à cames par une vue de côté; et la figure 2 représente une partie de l'arbre à cames de la figure 1, à plus grande échelle, avec un outil d'usinage. Un arbre à cames 1 représenté sur la figure i présente plusieurs portées d'arbres 2 à l'aide desquelles il est monté rotatif dans des paliers non représentés d'un In the drawings, FIG. 1 shows a camshaft by a side view; and Figure 2 shows a portion of the camshaft of Figure 1, on a larger scale, with a machining tool. A camshaft 1 shown in FIG. 1 has several shaft bearings 2 by means of which it is rotatably mounted in bearings (not shown in FIG.

carter, par exemple du carter d'un moteur à combustion in- casing, for example the casing of an internal combustion engine

terne. Par ailleurs, cet arbre porte plusieurs cames 3 disposées par paires, qui servent à entraîner des soupapes d'admission et d'échappement non représentées. Entre une came 3 et l'une des portées intérieures 2, se trouve un segment d'arbre 4 qui est de configuration tronconique, dont le cône s'élargit vers la came 3. Dans le voisinnage de la portée de paliers 2 et de la came 3, les diamètres de ce segment 4 de l'arbre sont respectivement légèrement dull. Moreover, this shaft carries several cams 3 arranged in pairs, which serve to drive unrepresented intake and exhaust valves. Between a cam 3 and one of the inner bearing surfaces 2, there is a shaft segment 4 which is of frustoconical configuration, the cone of which widens towards the cam 3. In the vicinity of the bearings bearing surface 2 and the cam 3, the diameters of this segment 4 of the shaft are respectively slightly

plus petits que celui de la portée de palier 2 et que ce- smaller than the level 2 range and that

lui du cercle de base 9 de la came 3, de sorte que l'ac- him from the base circle 9 of the cam 3, so that the ac-

cessibilité de cette portée et de cette came pour l'usi- transferability of this scope and cam for the

nage reste intacte, mais que la rigidité à la flexion est swimming remains intact, but that the flexural rigidity is

cependant beaucoup plus grande que dans le cas d'un seg- however, much larger than in the case of a seg-

ment d'arbre cylindrique qui posséderait un diamètre infé- cylindrical shaft with a smaller diameter

rieur au plus petit des diamètres du segment d'arbre 4 to the smallest diameter of the shaft segment 4

dans la configuration selon l'invention. in the configuration according to the invention.

Entre deux cames 3, est interposé un segment d'arbre 5 qui est en forme de tonneau, symétriquement par rapport à son plan transversal médian. Dans sa région mé diane, considérée dans une vue de côté, ce segment de l'arbre possède la forme d'un arc de cercle 6 bombé vers l'extérieur et possédant un rayon de courbure 7 qui est de l'ordre de grandeur du diamètre 8 du cercle de base 9 de la came 3. Le diamètre maximum 16 du segment d'arbre 5 dans cette région médiane est légèrement plus petit que le Between two cams 3, is interposed a shaft segment 5 which is barrel-shaped, symmetrically with respect to its median transverse plane. In its median region, considered in a side view, this segment of the tree has the shape of an arc 6 arched outwardly and having a radius of curvature 7 which is of the order of magnitude of the diameter 8 of the base circle 9 of the cam 3. The maximum diameter 16 of the shaft segment 5 in this median region is slightly smaller than the

diamètre 8 du cercle de base. A l'arc de cercle 6 se rac- 8 diameter of the base circle. At the arc of circle 6,

cordent, des deux côtés, jusqu'aux cames 3, des arcs 10 incurvés vers l'intérieur qui se raccordent aux surfaces latérales 11 de la came 3 sans rupture de ligne. De cette façon, le segment 5 de l'arbre est plus rétréci dans ses régions voisines des cames que dans la région médiane, de on both sides, up to the cams 3, arc inwardly curved arches which connect to the side surfaces 11 of the cam 3 without line breakage. In this way, the segment 5 of the tree is narrower in its neighboring regions of the cams than in the middle region, of

sorte qu'on dispose de suffisamment de place, avec des to- so that enough space is available, with

lérances suffisantes, pour l'usinage du cercle de base 9 et de la surface effective 12 de la came. Ceci est valable en particulier lorsque cet usinage s'effectue avec une meule de forme 13 qui usine en même temps les chanfreins 14 de la came 3 et qui, pour cela, plonge par ces régions sufficient lerries, for the machining of the base circle 9 and the effective surface 12 of the cam. This is particularly true when this machining is performed with a form of grinding wheel 13 which simultaneously mills the chamfers 14 of the cam 3 and which, for this, plunges through these regions

latérales 15 de plus grand diamètre dans l'espace jux- side 15 of larger diameter in the juxtaple

taposé latéralement aux cames 3.taposé laterally to the cams 3.

Claims

R E V E N D I C A T I ONS

A camshaft, especially for high-power internal combustion engines, comprising bearing surfaces and cams comprising a base circle and an effective surface, which are connected to one another by segments of the shaft of a shape which differs from the cylindrical form, characterized in that the segment (5) of the shaft between two cams (3) is barrel-shaped with a maximum diameter (14), located in the middle region of the segment (5) of the tree, which is at

maximum equal to the diameter (8) of the base circle (9).

Camshaft according to claim 1,

characterized in that the middle region of the segment (5) of the shaft which lies between two cams (3) has in a side view the shape of a circular arc (6) having a radius of curvature (7) which is of the order of magnitude of the

diameter (8) of the base circle of the cams.

Camshaft according to claim 1 or 2, characterized in that the segment (4) of the shaft which is between a cam (3) and a bearing surface (2) is of frustoconical shape, in which the cone widens in

direction of the cam (3).